结构化学 第三节分子的极性、分子间的作 用力和氢键 第四节晶体结构
1 结构化学 第三节 分子的极性、分子间的作 用力和氢键 第四节 晶体结构
第三节分子的极性、分子间的作用力和氢键 离子键、共价键、配位键和金属键,这几种化学键 都是原子间较强的相互作用,键能约为100 800小JmoH。此外,在分子间还存在着一种较弱的相 互作用,其结合能大约只有几个到几十个moh,这 种分子间的作用力叫做范德华力,是由范德华首先提 出的。气体分子能凝聚成液体和固体,主要就靠这种 分子间作用力。分子间的范德华力是决定物质熔点 沸点、溶解度等物理化学性质的一个重要因素。而分 子间作用力又是与分子的极性密切相关
2 第三节 分子的极性、分子间的作用力和氢键 离子键、共价键、配位键和金属键，这几种化学键 都是原子间较强的相互作用，键能约为100～ 800kJ·mol-1。此外，在分子间还存在着一种较弱的相 互作用，其结合能大约只有几个到几十个kJ·mol-1，这 种分子间的作用力叫做范德华力，是由范德华首先提 出的。气体分子能凝聚成液体和固体，主要就靠这种 分子间作用力。分子间的范德华力是决定物质熔点、 沸点、溶解度等物理化学性质的一个重要因素。而分 子间作用力又是与分子的极性密切相关
分子的极性和偶极矩 1.分子的极性 任何一个分子都是由带电的 核和带负电的电子所组成的体系 分子中正、负电荷可认为各集中 于一点,形成正电荷重心和负电 荷重心。若正电荷重心和负电荷 重心不互相重合,就形成了一个 non-polar 小的电偶极子,具有了极性。这 样的分子称为极性分子。若两个 电荷重心互相重合的分子则称为 非极性分子 polar
3 一、分子的极性和偶极矩 1．分子的极性 任何一个分子都是由带电的 核和带负电的电子所组成的体系。 分子中正、负电荷可认为各集中 于一点，形成正电荷重心和负电 荷重心。若正电荷重心和负电荷 重心不互相重合，就形成了一个 小的电偶极子，具有了极性。这 样的分子称为极性分子。若两个 电荷重心互相重合的分子则称为 非极性分子。 +− n o n - p o l a r + − p o l a r
对于多原子分子而言,分子是否有极性,不仅取决 于所形成的键是否有极性,而且还与分子的空间构型 有关。例如,CO2分子中C=O键虽为极性键,CO2是 非极性分子;SO2分子中S=○键为极性键,SO2是极性 分子
4 对于多原子分子而言，分子是否有极性，不仅取决 于所形成的键是否有极性，而且还与分子的空间构型 有关。例如，CO2分子中C=O键虽为极性键，CO2是 非极性分子；SO2分子中S=O键为极性键，SO2是极性 分子
如 H-H 0-0 H-Cl H-H 0-0 H-CI HH H 0—C-0 HH O-C-0 CH
5 如： H-H O-O H-Cl O-C-O H2O CH4
2.偶极矩 ■分子极性的强弱,可由实验方法测得的偶极矩来量 度。偶极矩等于正负电荷重心间的距离d和偶极上一端 所带电量q的乘积,用符号表示,单位为C·m(库 仑米)。 ↓=q ■偶极矩是一个矢量,其方向是从正电荷指向负电荷 非极性分子的偶极矩等于零。偶极矩不等于零 的分子是极性分子,偶极矩越大,分子的极性越强
6 2．偶极矩 ◼分子极性的强弱，可由实验方法测得的偶极矩来量 度。偶极矩等于正负电荷重心间的距离d和偶极上一端 所带电量q的乘积，用符号μ表示，单位为C·m（库 仑·米）。 μ = q·d ◼偶极矩是一个矢量，其方向是从正电荷指向负电荷。 ◼ 非极性分子的偶极矩等于零。偶极矩不等于零 的分子是极性分子，偶极矩越大，分子的极性越强
二、分子间力 分子间作用力是分子与分子之间的一种弱的相互作 用力,是一种短程吸引力,与分子间距离的6次方成反 比,且随分子间距离的增大将很迅速减小。根据力产 生的特点,分子间力可分为色散力、诱导力和取向力 三种类型
7 二、分子间力 分子间作用力是分子与分子之间的一种弱的相互作 用力，是一种短程吸引力，与分子间距离的6次方成反 比，且随分子间距离的增大将很迅速减小。根据力产 生的特点，分子间力可分为色散力、诱导力和取向力 三种类型
)取向力( orientation force):当极性分子相互靠近 时,除存在色散力和诱导力作用外,由于它们固有偶 极之间同性相斥、异性相吸的静电作用,而使它们在 空间按异极相邻形式定向排列。这种在极性分子固有 偶极间产生的吸引力称为取向力。取向力与分子的偶 极矩的平方成正比,即分子的极性越大,取向力越大 但与绝对温度成反比,温度越高,取向力越弱。 极性分子间的相互作用
8 (1) 取向力（orientation force）：当极性分子相互靠近 时，除存在色散力和诱导力作用外，由于它们固有偶 极之间同性相斥、异性相吸的静电作用，而使它们在 空间按异极相邻形式定向排列。这种在极性分子固有 偶极间产生的吸引力称为取向力。取向力与分子的偶 极矩的平方成正比，即分子的极性越大，取向力越大。 但与绝对温度成反比，温度越高，取向力越弱。 极性分子间的相互作用
极性分子的固有偶极间因取向而产生 的引力叫取向力 取向力源自极性分子间固有偶极。 由此可知:分子的极性愈大,取向力也愈大
9 由此可知：分子的极性愈大，取向力也愈大。 取向力源自极性分子间固有偶极 。 极性分子的固有偶极间因取向而产生 的引力叫取向力。 + − + − + − + −
2)诱导力( induced force):当极性分子和非极性分 子相互靠近时,除存在色散力外,非极性分子在极性 分子的固有偶极的电场影响下也会产生诱导偶极 ( induced dipole)。在诱导偶极和极性分子的固有偶 极之间产生的吸引力称为诱导力。诱导力也会出现在 离子和分子、离子和离子之间 + + 非极性分子与极性分子间的相互作用
10 (2) 诱导力（induced force）：当极性分子和非极性分 子相互靠近时，除存在色散力外，非极性分子在极性 分子的固有偶极的电场影响下也会产生诱导偶极 （induced dipole）。在诱导偶极和极性分子的固有偶 极之间产生的吸引力称为诱导力。诱导力也会出现在 离子和分子、离子和离子之间。 非极性分子与极性分子间的相互作用